[发明专利]投影显示器

说明书

技术领域

本发明的装置涉及投影显示器，其通过根据图像信息调制多个单束以及将被调制的束放大并投射到屏幕上来显示彩色图像，更具体地，本发明的装置涉及能够提供高通量的小型投影显示器。 

背景技术

相关技术的投影显示器包括用于辐射光的照明单元、用于滚动从照明单元辐射的光的滚动单元(scrolling unit)、以及用于根据图像信息调制光的光调制器(light modulator)。液晶(LC)板或者数字微镜器件(DMD)板可以用作光调制器。根据所采用的板的数量，投影显示器被分为单板式投影显示器和三板式投影显示器。 

单板式投影显示器包括用于发射白光的光源和用于按时序(timesequentially)将白光分离成红光、绿光和蓝光的滤色器。单板式投影显示器提供低的通量。三板式投影显示器包括用于发射白光的光源、用于将白光分离成红色束、绿色束和蓝色束的多个分色镜(dichroic mirror)、多个显示板以及合色器(color combiner)。然而，三板式投影显示器具有大量的组件并且因此体积较大。 

转动螺旋式透镜(rotating spiral lens)或者转动棱镜用作滚动单元。然而，这样的转动螺旋式透镜的体积很大并且不会使尺寸缩小，而转动棱镜会引起颜色的恶化。 

发明内容

本发明的示范性实施例提供一种小型的高通量投影显示器。 

根据本发明的一个方案，投影显示器包括：照明单元，辐射多个单色光束；第一扫描器，沿第一方向扫动从照明单元辐射的多个光束；光调制器，具有平行于第一方向布置的微机电系统(MEMS)器件的线性阵列，以便为每个像素开启(turn on)或者关闭(turn off)由第一扫描器扫动的光束；F-θ 透镜，设置在第一扫描器和光调制器之间并且具有第一入瞳和第二入瞳，其中由第一扫描器扫动的光束入射到第一入瞳，由光调制器调制的光束入射到第二入瞳；第二扫描器，设置为与F-θ透镜的第二入瞳相对并且扫动穿过F-θ透镜的第二入瞳入射到屏幕上光束，其中第二方向与第一方向正交。 

照明单元包括：多个激光光源；多个准直器(collimator)，使由激光光源发射的光束准直；以及X立方(X-cube)棱镜，改变被准直的光束的光路，使得光束被导向投影显示器的第一扫描器。 

多个激光光源被设置为使得入射到第一扫描器上的相邻单色光束具有入射角差值Δθ。入射角差值Δθ根据像素节距被确定。 

光调制器设置在F-θ透镜的焦平面上。 

本发明的投影显示器有几个优点。一个优点是：与常规的单板式投影显示器相比，本发明的投影显示器利用比三板式投影显示器的数量少的光学组件，可以提供比三板式投影显示器高的通量。另一个优点是，本发明的投影显示器不经受振动或者几乎不经受振动并且由于不使用大体积的组件诸如转动棱镜而能够实现更小型的设计。 

附图说明

本专利或者申请文件包括至少一个彩色附图。根据需要并支付必要的费用，本部将提供带有彩色附图的本专利或者专利申请出版物的副本。 

通过参考附图详细描述本发明的示范性实施例，本发明的以上或者其他的特征和优点将变得明显易懂，附图中： 

图1是示出根据本发明的示范性实施例的投影显示器的示意图； 

图2A是根据本发明的示范性实施例，示出从另一个面观察的图1的投影显示器的示意图，图2B是图2A的投影显示器的一部分的放大图； 

图3是根据本发明的示范性实施例，用于解释一个像素接一个像素滚动的束由图1中的投影显示器的光调制器调制而产生图像的原理的示意图； 

图4示出根据本发明的另一个示范性实施例、具有带微镜的光调制器的投影显示器； 

图5示出图4中示出的投影显示器的光调制器； 

图6A和图6B是用于解释图5中示出的投影显示器的光调制器中的微镜开启光或者关闭光的原理的示意图； 

图7示出根据本发明的另一个示范性实施例、具有带光栅元件的光调制器的投影显示器； 

图8A和8B是用于解释图7中示出的光调制器中的光栅机电系统(GEMS)开启光或者关闭光的原理的示意图； 

图9示出根据本发明的另一个示范性实施例的投影显示器； 

图10示出根据本发明的另一个示范性实施例的投影显示器；以及 

图11示出当产生图像时，图10的投影显示器的3D模拟结果。 

具体实施方式